Трехпроводной сети с заземленным выводом источника тока

(систем заземления TN-S)

Трехпроводные сети получили наиболее широкое распространение напряжением 127, 220 и 380 В для питания квартир, сварочных трансформаторов, испытательных установок и других однофазных потребителей.

Для оценивания опасности поражения человека электрическим током рассмотрим несколько случаев.

1. Прикосновение человека к фазному проводу, схема замещения показана на рис. 34. Ток, проходящий через человека, и напряжение прикосновения могут быть определены из выражений

,

,

где R₀ - сопротивление заземления вторичной обмотки трансформатора TV и провода 2 Ом.

Рис. 34. Прикосновение человека к фазному проводу однофазной двухпроводной сети системы заземления TN-S с заземленным выводом вторичной обмотки трансформатора.

Обозначения: L - фазный проводник; N - нулевой рабочий проводник;

PE - нулевой защитный проводник; А - электроприемник.

Поскольку R_ИЗ > R₀, к человеку будет прикладываться почти полное напряжение сети U_ПР ≈ U.

Следовательно, в данном случае для уменьшения опасности поражения человека электрическим током большое значение приобретают сопротивления средств защиты R_СЗ, обуви R_ОБ и пола R_П, включенные последовательно с сопротивлением тела человека в цепи поражения. В общем случае ток, протекающий через тело человека, может быть вычислен из выражения

.

2. Прикосновение человека к заземленному проводу сети, схема замещения показана на рис. 35. При этом возможны следующие два случая прикосновения человека к заземленному проводу сети:

а)

б)

Рис. 35. Прикосновение человека к заземленному проводу однофазной

двухпроводной сети системы заземления TN-S: а) в период нормального режима

работы сети; б) в период короткого замыкания у нагрузки

а) При прикосновении к заземленному проводу сети в нормальном режиме ее работы человек оказывается под воздействием напряжения прикосновения, равного падению напряжения на участке провода а б, т.е.

,

где I_Н - ток нагрузки, протекающий в сети;

R_аб - сопротивление провода+ на участке.

Согласно ПУЭ допустимое падение напряжения на каждом проводе сети не должно превышать 5 % от номинального напряжения источника. Следовательно, максимальное значение напряжения прикосновения U_ПР, соответствующее прикосновению человека к самой дальней от источника точке провода сети (точка 2), не будет превышать 5 % от напряжения источника (U_ПР < 5 % U). В данном случае нельзя говорить о том, что напряжение прикосновения будет безопасно для человека. Все будет зависеть от параметров электрической сети, цепи поражения и места приложения напряжения к человеку.

б) При прикосновении к заземленному проводу сети в аварийном режиме ее работы (коротком замыкании между проводами) напряжение источника распределится на сопротивлениях проводов до места замыкания. Если принять равными длины и сечения проводов, а следовательно, и их сопротивления, то падение напряжения на каждом проводе составит половину напряжения источника (ΔU ≈ 0,5 U). То есть, максимальное значение U_ПР, соответствующее прикосновению человека к заземленному проводу в месте короткого замыкания, не будет превышать величины, равной половине напряжения источника (U_ПР ≤ 0,5 U).

Из рассмотренных случаев можно сделать выводы, что прикосновение человека к заземленному проводу при определенных условиях может быть опасно для человека, особенно в аварийном режиме работы. Уменьшить опасность поражения человека электрическим током можно применяя средства зашиты или отключая сеть перед работой в ней. В настоящее время для защиты от поражения электрическим током при таких проникновениях используются устройства защитного отключения, реагирующие на дифференциальный ток УЗО Д.